JP4472554B2 - グローブボックス - Google Patents

Description

本発明は、自動車に設置されるグローブボックスに関するものである。

従来、ボックス本体を開けるときに、全開位置にて衝撃が発生することを防ぐために、ボックス本体の開く速度を減速させる回転ダンパを備えたグローブボックスが知られている（例えば、特開２００４−１７５１５１号公報、特開２００４−９８７１２号公報、特開２００２−２５４９９０号公報等参照）。

ところで、従来のグローブボックスでは、ボックス本体に収納される物品の重量の上限を、例えば０．５ｋｇというように予め想定し、その上で想定した範囲内において、つまり、ボックス本体に収納される物品の重量が０〜０．５ｋｇの範囲内において、ボックス本体が全閉位置から全開位置に至るまでの時間が、例えば１．２秒以内というように所定の時間内に収まるよう回転ダンパの特性が設定されていた。

しかしながら、実際の使用においては、想定した範囲外の重量を有する物品がボックス本体に収納されることがあり、この場合には、回転ダンパの特性が収納される物品の重量超過に追随できないため、ボックス本体を開けるときに、全開位置にて衝撃が発生するという問題があった。

このような問題を解消するため、ボックス本体に収納される物品の重量の上限を当初から大きく設定することも考えられる。しかしながら、通常の回転ダンパでは、回転ダンパに加えられる負荷の変化に対応して回転ダンパが発揮する制動力を変化させることができないため、物品の重量の上限を大きく設定した場合には、ボックス本体が空き状態のときに、ボックス本体の開く速度が非常に遅くなり、ボックス本体が全閉位置から全開位置に至るまでの時間が所定の時間内に収まらなくなるという問題が発生する。

もっとも、回転ダンパとしては、通常の回転ダンパと異なり、負荷の変化に対応して制動力を変化させることができるものが知られている（例えば、特開２００４−３５８４号公報参照）。かかる回転ダンパは、負荷が小さいときは制動力を小さくし、負荷が大きいときは制動力を大きくすることができる。従って、かかる回転ダンパを用いれば、ボックス本体に収納される物品の重量の上限を当初から大きく設定した場合でも、ボックス本体が空き状態のときに、ボックス本体の開く速度が遅くなることもなく、また、ボックス本体が全閉位置から全開位置に至るまでの時間を所定の時間内に収めることも可能となる。

しかしながら、上記したいずれのタイプの回転ダンパを用いた場合でも、ボックス本体の回動中に回転ダンパが発揮する制動力は一定であるため、ボックス本体の回転角度に応じてボックス本体の回動速度を変化させることはできなかった。また、ボックス本体を開けるときに、回転ダンパの作用により、ボックス本体の動作が最初から最後まで緩慢なものとなるため、物品の出し入れを素早く行いたい使用者にとっては、ボックス本体の緩慢な動きに不快を覚えることがあった。

特開２００４−１７５１５１号公報 特開２００４−９８７１２号公報 特開２００２−２５４９９０号公報 特開２００４−３５８４号公報

本発明は、ボックス本体を開けるときの動きの緩慢さを少なくし、かつ全開位置における衝撃の発生を抑制することができるグローブボックスを提供することを課題とするものである。

本発明は、回転運動により流体を押圧する押圧部材の回転速度を高速にすると、低速のときよりも回転ダンパが発揮する制動力が大きくなるという回転ダンパの性質に着目し、ボックス本体が全閉位置から全開位置に至るまでの間に、押圧部材の回転速度を低速から高速に変化させることができるとともに、その変化の度合いがボックス本体の開動作に適合する構成を採用することにより、上記課題を解決したものである。すなわち、本発明は、以下のグローブボックスを提供するものである。
１．ボックス本体の回動中心とは異なる位置に支持され、その支持部を中心として揺動する第１アームと、前記ボックス本体に揺動可能に連結される第２アームと、前記第１アームと前記第２アームとの間に介在し、押圧部材が前記第１アーム及び前記第２アームの揺動に伴い回転運動をして流体を押圧することにより発生する流体の抵抗を利用して前記ボックス本体の開く速度を減速させる回転ダンパとを備え、前記ボックス本体が全閉位置から開方向に半分回動した地点まで至る動作を前記ボックス本体の開動作前半とし、前記ボックス本体がその地点から開方向に回動して全開位置まで至る動作を前記ボックス本体の開動作後半としたときに、前記ボックス本体の開動作後半における動作開始点から動作終点までの前記押圧部材の回転中心を交点とする前記第１アームと前記第２アームとの間の角度が、前記ボックス本体の開動作前半における動作開始点から動作終点までの前記押圧部材の回転中心を交点とする前記第１アームと前記第２アームとの間の角度よりも大きくなるよう前記第１アーム、前記第２アーム及び前記回転ダンパを設置することによって、前記ボックス本体の開動作後半における前記押圧部材の回転角度が、前記ボックス本体の開動作前半における前記押圧部材の回転角度よりも大きくなるように設定されていることを特徴とするグローブボックス。
２．前記回転ダンパが、負荷の変化に対応して流体の抵抗を変化させる弁機構を備えることを特徴とする前記１記載のグローブボックス。

前記１に記載の本発明によれば、ボックス本体の開動作前半においては、回転ダンパが発揮する制動力を小さなものとして、ボックス本体の回動速度を速くすることができる。一方、ボックス本体の開動作後半においては、ボックス本体が全開位置に近付いて行くに従って回転ダンパが発揮する制動力を大きなものとし、特に全開位置付近においては、回転ダンパが発揮する制動力をそれまでとは格段に大きなものとして、ボックス本体の回動速度を遅くすることができる。従って、本発明によれば、ボックス本体を開けるときの動きの緩慢さを少なくすることができるとともに、全開位置における衝撃の発生を抑制することが可能となる。
前記２に記載の本発明によれば、ボックス本体に収納される物品の重量の上限を大きく設定することが可能となり、その上限を大きく設定した場合でも、空き状態のボックス本体の回動速度が非常に遅くなることもなく、また、ボックス本体が全閉位置から全開位置に至るまでの時間をより短い時間内に収めることも可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に示した実施例に従って説明する。

図１は、本発明の一実施例に係るグローブボックスを示す図である。この図に示したように、本実施例に係るグローブボックスは、ボックス本体１０、第１アーム２０、第２アーム３０及び回転ダンパ４０を有して構成される。

ボックス本体１０は、物品を収納し得る収納部を有して構成される。ボックス本体１０は、自動車のインストルメントパネル又はインストルメントパネルを支持するフレームに開閉可能に取り付けられる。本実施例におけるボックス本体１０は、図１に示したように、支軸５０を中心として回動し、開動作するようになっている。なお、図１において、実線で表したボックス本体１０は、全閉位置に存する状態を示し、破線で表したボックス本体１０は、全開位置に存する状態を示したものである。

第１アーム２０は、ボックス本体１０の回動中心となる支軸５０とは異なる位置に設けられた支軸６０に支持され、その支持部（支軸６０）を中心として揺動するように設けられる。本実施例における第１アーム２０は、回転ダンパ４０を構成するケース本体４１ａと一体に成形されているが、第１アーム２０としては、回転ダンパ４０を構成する部材と一体に成形されたものでなくてもよい。

第２アーム３０は、ボックス本体１０に揺動可能に連結される。本実施例における第２アーム３０は、ボックス本体１０の側壁に設けられた支軸７０に一端が支持され、その支持部（支軸７０）を中心として揺動可能であるとともに、他端が回転ダンパ４０を構成するロータ４２に結合される軸８０に結合されている。なお、第２アーム３０としては、回転ダンパ４０を構成する部材と一体に成形されたものであってもよい。

回転ダンパ４０は、第１アーム２０と第２アーム３０との間に介在し、第１アーム２０及び第２アーム３０の揺動に伴い押圧部材が回転運動をするように設けられる。回転ダンパ４０としては、流体を押圧する押圧部材を備え、該押圧部材が回転運動をして流体を押圧することによって発生する流体の抵抗を利用して、制御対象である可動体の動作速度を減速させるものであればよい。従って、回転ダンパ４０としては、負荷の変化に対応して制動力を変化させる機能を有するものでなくてもよいが、そのような機能を有するものを用いることが好ましい。

本実施例における回転ダンパ４０は、図２乃至図４に示したように、ケーシング４１、ロータ４２、隔壁４３、ベーン４４及び弁機構を有して構成される。

ケーシング４１は、ケース本体４１ａ及び蓋４１ｂを有して構成される。ケース本体４１ａは、一端が開口し、他端が底壁４１ｃにより閉塞された円筒状に形成されている。蓋４１ｂは、ケース本体４１ａの開口部を閉塞するようにケース本体４１ａに取り付けられる。

ロータ４２は、ケーシング４１に対して相対的に回転し得るようにケーシング４１内に収容される。本実施例におけるロータ４２は、第２アーム３０に結合された軸８０が挿通され、該軸８０と結合する孔部４２ａを有して構成される。

隔壁４３は、ケース本体４１ａの内周面から突出するように、ケース本体４１ａと一体に成形されている。隔壁４３は、ケーシング４１とロータ４２との間に形成される空間を仕切るように設けられる。本実施例では、隔壁４３が２つ設けられており、各隔壁４３，４３は、ロータ４２を挟んで互いに向き合うように配置されている。

ベーン４４は、ロータ４２の外周面から突出するように、ロータ４２と一体に成形されている。ベーン４４は、隔壁４３により仕切られた空間をさらに仕切るように設けられる。本実施例では、ベーン４４がロータ４２の周りに２つ設けられており、各ベーン４４，４４は、ロータ４２を挟んで対称の位置に配置されている。本実施例におけるベーン４４は、上記した「押圧部材」に相当するものである。

弁機構は、回転ダンパ４０に加えられる負荷の変化に対応して流体の抵抗を変化させる役割を果たすものである。本実施例における弁機構は、流路４６ａ，４６ｂ及び弁体４７を有して構成され、ベーン４４に設けられている。

ここで、ケーシング４１内には、ロータ４２、隔壁４３、ベーン４４及び弁機構が収容される室４５（以下「流体室」という。）が形成され、流体室４５は、隔壁４３及びベーン４４に仕切られることにより、さらに４つの室４５ａ〜４５ｄ（以下「第１室」乃至「第４室」という。）に区画されている。また、流体室４５には、流体が充填される。流体としては、シリコンオイル等の粘性流体を用いることができる。

流路４６ａ，４６ｂは、２つあるベーン４４，４４にそれぞれ設けられ、２つのベーン４４，４４のうちの一方のベーン４４に設けられる流路４６ａは、第１室４５ａと第２室４５ｂとを連通させるように形成され、他方のベーン４４に設けられる流路４６ｂは、第３室４５ｃと第４室４５ｄとを連通させるように形成されている。

弁体４７は、一面側が突出するように撓められた板ばねからなり、各流路４６ａ，４６ｂにそれぞれ配置されている。各弁体４７，４７は、常態においては各流路４６ａ，４６ｂを開放し、ベーン４４が一方向に回転するときは各流路４６ａ，４６ｂに流入する流体の圧力を受けることにより変形して各流路４６ａ，４６ｂを通過する流体の流量を絞り、ベーン４４が逆方向に回転するときは各流路４６ａ，４６ｂを開放するように動作する。

上記のように構成されるグローブボックスは、設置にあたって、ボックス本体１０の開動作後半におけるベーン４４の回転角度が、ボックス本体１０の開動作前半におけるベーン４４の回転角度よりも大きくなるように設定される。

本実施例では、図５に示したように、ボックス本体１０が全閉位置ａに存する状態において、第１アーム２０と第２アーム３０との間の角度Ａ１が６６度に設定されている。また、ボックス本体１０が全閉位置ａから全開位置ｂに至るまでのボックス本体１０の回動角度Ｂ１は３５度に設定されている。

ボックス本体１０が全閉位置ａから開方向に半分回動した地点ｃ（すなわち、全閉位置ａから１７．５度回動した地点）をボックス本体１０の開動作前半の終点としたとき、ボックス本体１０の開動作前半の終点における第１アーム２０と第２アーム３０との間の角度Ａ２は、第１アーム２０及び第２アーム３０がボックス本体１０の開動作に伴い揺動することにより、１０４度になる。ここで、ボックス本体１０の開動作前半におけるベーン４４の回転角度は、角度Ａ２から角度Ａ１を引くことによって求められる角度と等しいから、３８度になる。

また、ボックス本体１０がボックス本体１０の開動作前半の終点から開方向にさらに回動し全開位置ｂに至る地点をボックス本体１０の開動作後半の終点としたとき、ボックス本体１０の開動作後半の終点における第１アーム２０と第２アーム３０との間の角度Ａ３は、第１アーム２０及び第２アーム３０がボックス本体１０の開動作に伴いさらに揺動することにより、１７５度になる。ここで、ボックス本体１０の開動作後半におけるベーン４４の回転角度は、角度Ａ３から角度Ａ２を引くことによって求められる角度と等しいから、７１度になる。

従って、本実施例では、ボックス本体１０の開動作後半におけるベーン４４の回転角度が、ボックス本体１０の開動作前半におけるベーン４４の回転角度よりも約２倍（より正確には約１．８７倍）大きくなるように設定されている。

ここで、ボックス本体１０の開動作後半におけるベーン４４の回転角度は、ボックス本体１０の全開位置付近においてボックス本体１０の回動速度を急激に減速させ得るように、ボックス本体１０の開動作前半におけるベーン４４の回転角度よりも約１．５倍以上大きくなるように設定されることが好ましい。ボックス本体１０の開動作前半におけるベーン４４の回転角度とボックス本体１０の開動作後半におけるベーン４４の回転角度との差が小さい場合には、ボックス本体１０の全開位置付近においてボックス本体１０の回動速度を急激に減速させることができず、結局、ボックス本体１０の全開位置における衝撃の発生を抑制するために、ボックス本体１０の開動作の全般にわたって、その動きが緩慢なものとなってしまうからである。

本実施例によれば、ボックス本体１０の開動作に伴い第１アーム２０及び第２アーム３０が揺動し、第１アーム２０と第２アーム３０との間の角度が拡大される。このとき、回転ダンパ４０は、第２アーム３０に軸８０を介して連結されたロータ４２がケーシング４１に対して相対的に回転し、これに伴いベーン４４が回転運動をして第１室４５ａ及び第３室４５ｃの流体を押圧する。

ここで、第１アーム２０及び第２アーム３０の揺動角は、ボックス本体１０が開方向に回動していくに従って大きくなるから、ベーン４４の回転角度もボックス本体１０が開方向に回動していくに従って大きくなり、ボックス本体１０が全開位置に至るときに最大角度となる。

ところが、ボックス本体１０の開動作前半においては、ベーン４４の回転角度が小さく、従って、ベーン４４の回転速度も低速となるため、ベーン４４が受ける流体の抵抗も小さなものとなる。一方、ボックス本体１０の開動作後半においては、ベーン４４の回転角度が大きく、従って、ベーン４４の回転速度も高速となるため、ベーン４４が受ける流体の抵抗も大きくなり、その抵抗は、ボックス本体１０が全開位置に至る直前に最大となる。このため、ボックス本体１０の開動作前半においては、回転ダンパ４０が発揮する制動力を小さなものとして、ボックス本体１０の回動速度を速くすることができる。一方、ボックス本体１０の開動作後半においては、ボックス本体１０が全開位置に近付いて行くに従って回転ダンパ４０が発揮する制動力を大きなものとして、ボックス本体１０の回動速度を遅くし、全開位置における衝撃の発生を抑制することができる。

また、本実施例によれば、ボックス本体１０の開動作後半におけるベーン４４の回転角度が、ボックス本体１０の開動作前半の終点におけるベーン４４の回転角度よりも約２倍大きくなるように設定されているため、図７に示したように、特に全開位置付近において、回転ダンパ４０が発揮する制動力をそれまでとは格段に大きくし、ボックス本体１０の回動速度を遅くして、全開位置における衝撃の発生を抑制することができる。換言すると、全開位置における衝撃の発生を抑制し得る限度において、ボックス本体１０が全開位置付近に至るまでの、ボックス本体１０の回動速度をより速くすることができる。従って、本実施例によれば、ボックス本体１０を開けるときの動きの緩慢さをより少なくすることができるとともに、全開位置における衝撃の発生を抑制することが可能となる。

また、本実施例によれば、回転ダンパ４０が弁機構を有して構成されるため、回転ダンパ４０に加えられる負荷の変化に対応して流体の抵抗を変化させることができる。すなわち、ロータ４２が図２において時計回り方向に回転するとき、第１室４５ａ及び第３室４５ｃの流体は、ベーン４４に押圧されることにより、流路４６ａ，４６ｂを通過して第２室４５ｂ及び第４室４５ｄにそれぞれ流入しようとする。この際、各流路４６ａ，４６ｂに流入する流体の圧力を受けることにより弁体４７が変形するが、弁体４７の変形の度合いは、流体の圧力の大きさによって異なるため、負荷が小さく、流体の圧力が小さければ、弁体４７の変形は僅かなものとなり、流体の流量が殆ど絞られることなく流体の移動が可能となる。従って、負荷が小さいときには、流体の抵抗も小さくなる。一方、負荷が大きく、流体の圧力が大きければ、弁体４７の変形が大きくなり、弁体４７の撓みが小さくなって絞り量も増大するため、流体の抵抗も大きくなる。従って、本実施例によれば、ボックス本体１０に収納される物品の重量の上限を大きく設定した場合でも、空き状態のボックス本体１０の回動速度が非常に遅くなることもなく、また、ボックス本体１０が全閉位置から全開位置に至るまでの時間を所定の時間内に収めることも可能となる。

本実施例の効果を確認するため、図６に示した試験機を用いて実験を行った。この試験機では、ボックス本体１０に代えて一端が軸支され、他端が自由端とされた試験用アーム９０が使用されている。第１アーム２０、第２アーム３０及び回転ダンパ４０は、上記実施例と同じ条件となるように試験用アーム９０に取り付けられている。

また、試験機には、地点Ｑから地点Ｔまでの範囲に１０度ごとの間隔をおいて試験用アーム９０を検出するセンサ１００が取り付けられている。ここで、地点Ｑは、試験用アームの回動開始位置Ｐから試験用アームが５度回動した地点であり、地点Ｒは、試験用アームの回動開始位置Ｐから試験用アームが１５度回動した地点であり、地点Ｓは、試験用アームの回動開始位置Ｐから試験用アームが２５度回動した地点であり、地点Ｔは、試験用アームの回動開始位置Ｐから試験用アームが３５度回動した地点である。試験用アーム９０の回動開始位置Ｐは、ボックス本体１０が全閉位置に存するときのボックス本体１０の傾きに合致するように設定されている。

試験用アーム９０の回転モーメントは、試験用アーム９０におもりを付けることにより変化させた。なお、空き状態のボックス本体１０の回転モーメントは、１．２Ｎ・ｍであり、また、２Ｋｇの物品を収納した状態のボックス本体１０の回転モーメントは、４．２Ｎ・ｍである。

この実験では、回転モーメントが異なる試験用アーム９０を自由落下させたときに、試験用アーム９０が地点Ｑから地点Ｒに至るまでの時間、地点Ｒから地点Ｓに至るまでの時間及び地点Ｓから地点Ｔに至るまでの時間をそれぞれセンサ１００を用いて測定し、得られたデータに基づいて角速度を求めた。実験結果を表１に示すとともに、実験結果をグラフ化したものを図７に示す。

表１及び図７に示したように、本実施例によれば、ボックス本体１０の全開位置付近、すなわち、試験用アーム９０が地点Ｓから地点Ｔに至るまでの間に、角速度が急激に小さくなり、試験用アーム９０の回動速度が急激に減速されるという効果が認められる。また、試験用アーム９０が回動開始位置Ｐから地点Ｓに至るまでは、角速度が大きく、試験用アーム９０は殆ど減速されずに回動するという効果が認められる。

本発明の一実施例に係るグローブボックスを示す図である。 上記実施例において採用した回転ダンパの内部構造を示す図である。 図２のＡ−Ａ部断面図である。 図２のＢ−Ｂ部断面図である。 上記実施例に係るグローブボックスの動作を説明するための図である。 実験に用いた試験機の要部を示す概略図である。 上記実施例に係るグローブボックスの特性を示すグラフである。

符号の説明

１０ ボックス本体
２０ 第１アーム
３０ 第２アーム
４０ 回転ダンパ
４１ ケーシング
４１ａ ケース本体
４１ｂ 蓋
４１ｃ 底壁
４２ ロータ
４２ａ 孔部
４３ 隔壁
４４ ベーン
４５ 流体室
４５ａ 第１室
４５ｂ 第２室
４５ｃ 第３室
４５ｄ 第４室
４６ａ，４６ｂ 流路
４７ 弁体
４８ Ｏリング
５０，６０，７０ 支軸
８０ 軸
９０ 試験用アーム
１００ センサ

Claims (2)

1. ボックス本体の回動中心とは異なる位置に支持され、その支持部を中心として揺動する第１アームと、
   前記ボックス本体に揺動可能に連結される第２アームと、
   前記第１アームと前記第２アームとの間に介在し、押圧部材が前記第１アーム及び前記第２アームの揺動に伴い回転運動をして流体を押圧することにより発生する流体の抵抗を利用して前記ボックス本体の開く速度を減速させる回転ダンパとを備え、
   前記ボックス本体が全閉位置から開方向に半分回動した地点まで至る動作を前記ボックス本体の開動作前半とし、前記ボックス本体がその地点から開方向に回動して全開位置まで至る動作を前記ボックス本体の開動作後半としたときに、前記ボックス本体の開動作後半における動作開始点から動作終点までの前記押圧部材の回転中心を交点とする前記第１アームと前記第２アームとの間の角度が、前記ボックス本体の開動作前半における動作開始点から動作終点までの前記押圧部材の回転中心を交点とする前記第１アームと前記第２アームとの間の角度よりも大きくなるよう前記第１アーム、前記第２アーム及び前記回転ダンパを設置することによって、前記ボックス本体の開動作後半における前記押圧部材の回転角度が、前記ボックス本体の開動作前半における前記押圧部材の回転角度よりも大きくなるように設定されていることを特徴とするグローブボックス。
2. 前記回転ダンパが、負荷の変化に対応して流体の抵抗を変化させる弁機構を備えることを特徴とする請求項１記載のグローブボックス。

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